组合机床自动线

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目录

什么是组合机床自动线[1]

  组合机床自动线是指用组合机床及标准传送机构组成的自动线。

组合机床自动线的分类[2]

  按工件输送方式,组合机床自动线可分为直接输送和间接输送(用随行夹具输送)两类。按输送轨道的形式,可分为直线输送和圆(椭圆)形轨道输送两种。按输送带相对机床的配置形式,可分为通过(机床)式输送带式和外移式(在机床前方)输送带式。工件(随行夹具)输送运动的形式有步伐式(同步)和自由流动式(非同步),大多数组合机床自动线采用步伐式输送装置。步伐式输送带可分为棘爪步伐式、摆杆步伐式、抬起步伐式、吊起步伐式,还有回转分度输送式等。

组合机床自动线的组成[3]

  自动线由基本工艺设备、各种辅助设备及控制系统等组成。根据工件具体情况、工艺要求、工艺过程、生产率要求和自动化程度等因素,自动线的结构及其复杂程度,常有很大的差别。下面以图1所示的加工箱体类零件的组合机床自动线为例,对自动线的组成和加工过程予以说明。
Image:组合机床自动线.jpg

  图1所示自动线由三台组合机床2、8和7、工件输送带10、输送带转动装置11、转位台9、转位鼓轮3、夹具4、液压装置6、操纵台1以及切屑运输装置5等组成。

  加工过程开始时,工件在装料工位由工人装夹后,由工件输送带10带动,运送到第一台组合机床的工作位置;由立式组合机床2对工件进行加工后,再由工件输送带10将工件运送到转位台9,使工件在水平面内旋转90°。然后运送到第二台卧式组合机床8对工件进行加工。加工完毕后,再送到转位鼓轮3,使工件在垂直面内旋转适当的角度(根据下一台机床加工部位的要求而定)。然后送到第三台组合机床7,对工件进行加工。加工完毕后由工件输送带10将工件送至卸料工位上,由人工或机械手取下完工的工件。全线共有三个加工工位和二个转位工位。全线可同时装多个工件,当各台机床都加工完毕时,输送带转动装置11启动,带动工件一起向前移动一个步距,使各个工件都移到下一个工位(包括转位工位),最后工位的工件被移到卸料工位上。因此,输送带转动装置11每移动一次就送出一个加工完毕的工件。

  由上例可知,组合机床是基本工艺设备,辅助设备包括工件输送带10、输送带转动装置11、转位台9、转位鼓轮3、夹具4、切屑运输装置5等。液压装置6、操纵台1等属于控制系统的内容。

组合机床自动线的布局[2]

  组合机床自动线的机床数量一般较多,工件在线上有时又需要变更姿势。随行夹具自动线还必须考虑随行夹具的返回问题,所以其布局与通用机床自动线相比有一定的区别和特点。组合机床自动线常用布局见表1。当带并行支线或并行加工机床时,机床或支线可采用并联的形式,利用分路和合路装置来分配工件;采用并行机床或并行工位时也可采用串联形式,一次用大步距同时将几个工件送到各个工位上,常用于小型工件。

表1 组合机床自动线的布局形式

布局形式特点应用
直线形机床大多横向纵列,工件输送装置从机床中穿过。机床可排列在输送带的两侧或一侧。自动线按加工工艺分段,段问设有转位位置、翻转装嚣,使工件转90°或翻转180°。输送装置可每段用一个,或全线用一个(转位时工件抬离输送带)。机床通常为卧式双面、单面、立式、立卧复合式等。排屑系统比较简单。自动线长时看管不方便用于加工各种大中小零件,应用较多、较普遍
采用外移式工件输送带时,可采用三面机床(卧式三面、立卧复合式三面),但在输送带与机床之间需要设往复输送装置或移动工作台,输送装罱比较复杂。回转工作台或鼓轮式多工位机床装置比较复杂,可以将回转工作台或鼓轮式多工位机床用外移式输送带连成自动线,缩短自动线的长度用于产量较小的场合。用于将现有三面机床改装为自动线时,用于精加工必须采用三面机床时。多工位机床组成的自动线用于加工特别复杂的小零件
折线形自动线较长或受厂房面积及开关限制时可采用直角形、ㄈ形及弓形等布局。输送带通常从机床中间穿过。机床可排列在输送带的一侧或两侧。在转折处可作为转位工位,而省占转位装置。但每一线段需用一个工件输送装置。转折线段上可用作中问储料库。带并行支线时常采用这种布局用于工序复杂的场合。机床数较多、布置地受限制时,带并行
框形机床沿框形的内外两侧,或只沿其中的几个线段布置,如果用随行夹具时,随行夹具可以沿榧形边返回,而不需设立独立的返回输送带。随行夹具也可以从输送带上卒返回,或沿机床一侧的上空返回,成为立面或倾斜平面的框形布局。由上卒返回时,还可以利用随行夹具的自重滑移返回。这种上空返回方式可节省占地面积一般用于多工段线及一些特殊场合,如加工部位为十字形。常用于随行夹具自动线。随行夹具由上空靠自重返回,主要用于工件或随行夹具质量和外形尺寸不是很大的场合
圆形、环形或椭圆形与框形相似,但工件输送带比较简单,一般用环形链条驱动,机床通常只布置于环的内侧,使自动线敞开性好非同步输送自动线常采用这种布局形式。用于加工中小型零件,生产率较高,甚至达每小时几百件

  组合机床自动线由于以下两种原因被划分成工段,第一种是因工件在线上的姿势不同,被转位装置分隔而分为工段;第二种是由于机床台数及刀具数量多,为减少由于故障而引起的停车损失,划分为可以独立工作的工段。机床台数在10~15台、刀具数量在200~250把时,可以考虑成立一个工段,工段之问设有中间储料库,保证各工段可独立工作。第一种原因分成的工段由于机床数量较少,通常只在相隔几个工段后才设立中间储料库。储料库的容量与自动线的生产率有关,也与因换刀而引起的停车时问和因故障可能引起的停车时间有关,需要根据统计和积累的数据以及故障发生的概率来进行分析和计算。如无有关资料和数据时,一般可按能供应自动线工作0.5~1h来选择储料库容量。

组合机床自动线的安装与调整[4]

  (1)组合机床自动线的安装一般顺序

  浇灌混凝土基础,并按自动线底平面及地脚螺栓孔位置图进行检查,如属地沟排屑,则应先安装自动线的排屑设备,检查合格后进行浇灌。

  安装机床中间底座(连同夹具一起),并调整找正各中间底座装置,安装调整输送带传动装置,初步检查机床水平和中心距,并调整各中间底座的横向位置关系,使各台机床的中心线和自动线中心线一致。安装各机床的侧底座和立柱,调整检查各台机床的精度,合格后,将侧底座和中间底座紧固,并调整机床垫铁的限位螺钉,使床身限位。

  安装液压站并敷设液压管路。

  安装地脚螺栓并浇灌,待硬固后,将各机床的侧底座、中间底座以及输送带传动装置的地脚螺栓拧紧,检查机床精度。

  安装中间支承板和侧限位板,安装工件输送带。

  安装电气柜及电气设备,进行自动线的电气接线。

  对于可以整体运输的单个工位,应对该工位整体进行安装,以减少安装工作量。

  (2)自动线的基础

  根据《自动线底平面及地脚螺栓孔位置图》浇灌基础,除考虑自动线的机床、工件输送带以及其他设备的安装位置和地脚螺栓位置外,还必须考虑向自动线供水、通气及电气走线管道的地沟位置,安装切屑输送设备的地沟,其两端应比排屑设备加长3~4m,以便拆卸和维修。

  自动线的基础厚度应根据各机床特点来定。一般卧式钻孔和攻螺纹机床,基础厚取400mm;立式钻床取500mm;立式铣床以及一些重型镗床应大于800mm;当机床重量超过12t时,基础应增加钢筋。

  自动线上的精加工机床,应安装在单独的基础上,使之与自动线整体隔开,以避震。

  自动线地面的上平面应比车间地面低80mm,以便在安装机床垫铁后,机床和其他设备的底平面和车间地平面一致。

  (3)组合机床自动线的调整

  在自动线安装就绪时,即应进行自动线调试的准备工作,主要准备足够数量的试料,两套刀具和工具,并按加工示意图调整好。

  当自动线安装完毕,并检查合格后,先进行安全生产必需的各项动作的互锁试验,合格后即可进行下列工作:单机机床和设备的空运转,各工段的空运转,全线空运转,按调整循环试切工件,按自动循环试切工件。

  自动线调试一般按以下顺序进行:将自动线通电,检查各机床和设备的电动机旋转方向,调整各动力部件,进行空运转试验。调整定位夹压的液压传动装置,凋整输送带传动装置;调整输送带传动装置的液压系统,定位夹紧和工件输送机构的空运转试验,全线空运转试验,安装已调好尺寸的刀具和工具,按调整循环试切工件,检查工件的加工质量和加工精度,消除空运转和试切工件过程中暴露的缺陷。按自动循环进行一批工件的切削试验,检查工件加工精度,调整并消除切削试验中暴露的缺陷,最后进行自动线工作稳定性和生产率的切削验证,合格后自动线即可投产使用。

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参考文献

  1. 姚建华主编.第十三章 机械制造自动化概论 机械工程导论.浙江科学技术出版社,2009.08.
  2. 2.0 2.1 龙伟主编.第四章 设备自动化技术 生产自动化.科学出版社,2011.06.
  3. 张普礼,杨琳主编.第八章 组合机床 机械制造及自动化专业机械加工设备.机械工业出版社,2005年07月第1版.
  4. 杨叔子主编.第54章 自动化加工设备的验收、评价、使用和维护机械加工工艺师手册.机械工业出版社,2002年01月第1版.
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